一種多單元水下垂直運輸系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種多單元水下垂直運輸系統，包括導航纜、上部控制單元、若干個中部運載單元和可以自由升降的下部壓載單元，所述上部控制單元、若干個疊加放置的中部運載單元和下部壓載單元均依次套在導航纜上，上部控制單元、若干個中部運載單元和下部壓載單元通過第一卡扣鎖緊成一個整體，所述導航纜一端連接在海洋平臺上，另一端與位于海底的對接裝置連接，在對接裝置旁設有機械手。本實用新型專利技術的一種多單元水下垂直運輸系統，該水下垂直運輸系統采用導航纜和海底對接裝置，運輸裝置沿著導航纜運輸物資，能夠實現物資的定點投放，解決不能確定投放區域的問題，運輸裝置采用水密結構，能夠實現物資的水密運輸。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及多單元水下垂直運輸系統，屬于海洋領域。
技術介紹
對于深海裝備，建立海底空間站成為開發海洋的重要舉措，由于深潛過程的復雜和風險，水下運輸成為維持海底空間站長期運作的重要設備。海洋平臺是海上油氣開采的重要海工裝備，技術已經很成熟，用張力腿平臺和半潛式平臺等通過錨泊系統實現海上定位，并為石油開采等工作提供作業平臺。然而，多數海洋平臺只具有向上運輸原油的立管系統，不具備可以向下為海底空間站提供補給物資運輸的能力。對海底進行物資輸送和回收時，目前采用的運輸裝置多為吊籃形式或者其他非水密結構，不能實現物資的水密運輸，并且，這些運輸裝置多為一體化結構，不易于形成標準化的補給模式，只能向海底零散的補給物資，這些運輸裝置的上端與運輸船連接，下端連接吊籃或非水密結構上，在海中容易受到水流的影響，不能確定投放區域，目前世界上多數運輸裝置在運輸量上還不能做到精準控制，大多數采取單一的運輸單元，缺乏多模塊靈活運輸，并且在運輸量上也有所欠缺。
技術實現思路
專利技術目的：為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種多單元水下垂直運輸系統，該水下垂直運輸系統采用導航纜和海底對接裝置，運輸裝置沿著導航纜運輸物資，能夠實現物資的定點投放，解決不能確定投放區域的問題，運輸裝置采用水密結構，能夠實現物資的水密運輸。技術方案：為解決上述技術問題，本專利技術的一種多單元水下垂直運輸系統，包括導航纜、上部控制單元、若干個中部運載單元和可以自由升降的下部壓載單元，所述上部控制單元、若干個疊加放置的中部運載單元和下部壓載單元均依次套在導航纜上，上部控制單元、若干個中部運載單元和下部壓載單元通過第一卡扣鎖緊成一個整體，所述導航纜一端連接在海洋平臺上，另一端與位于海底的對接裝置連接，在對接裝置旁設有機械手；所述上部控制單元、若干個中部運載單元和下部壓載單元均為獨立的水密單元，所述上部控制單元和下部壓載單元為朝向相反的兩個八棱臺，中部運載單元為八棱柱結構。作為優選，所述中部運載單元為一個整體結構，在中部運載單元上設有密閉的艙門，中部運載單元設有從中心孔延伸至中部運載單元的邊緣的缺口。作為優選，所述中部運載單元包含兩個半圓結構體，在半圓結構體上均設有密封的艙門，半圓結構體的圓心出設有中心孔，兩個半圓結構體通過第二卡扣形成一個整體。作為優選，所述上部控制單元設有水聲定位系統，水聲定位系統由三個垂直相距20厘米的三個基元陣組成，所述下部壓載單元底部設有橡膠環墊，橡膠環墊的外表面分布有多個半球形的凸起，各個凸起之間交錯分布。作為優選，所述第一卡扣包含吊碼和與吊碼配合使用的凹槽，吊碼固定在上部控制單元、中部運載單元和下部壓載單元的上方，凹槽位于上部控制單元和中部運載單元的下方，吊碼內設有可旋轉的圓柱體，圓柱體內設有鎖槽，所述鎖槽的底面為圓形凹槽，圓形凹槽上延伸有矩形凹槽，所述凹槽內設有可升降的鎖條，鎖條的底面為長方體的鎖棒，通過將鎖棒降入到圓形凹槽內，轉動圓柱體，通過鎖棒將凹槽與吊碼連接。作為優選，所述鎖條包含設有燕尾槽的第一鎖體和設有燕尾的第二鎖體，所述第一鎖體固定在凹槽內，第二鎖體沿第一鎖體滑動，第二鎖體的底面為鎖棒，第二鎖體上設有輪齒，凹槽內安裝有電機，電機設有齒輪軸，通過齒輪軸帶動第二鎖體上下移動。作為優選，所述鎖棒上設有凸齒臺，圓形凹槽的上方設有與凸齒臺配合的齒臺槽。有益效果：本專利技術的多單元水下垂直運輸系統，具有以下優點：(一)依托原有平臺的基礎建立水下垂直運輸系統，成本低，方便快捷；(二)可以實現水面水下物資定點投放精準化；(三)采用水密的運輸裝置，能夠實現物資的水密運輸；(四)通過調整自重實現運輸，節約能源，運輸裝置無動力模塊，簡單、穩定、清潔、可長期使用；(五)采用標準化的多單元的運輸裝置擴大運輸量，能夠擴大運輸量，所有海洋船舶只要攜帶此類運載單元，就能夠對海底空間站進行物資補給；(六)新型的鎖扣裝置，確保水下運輸過程中的運輸裝置內單元兩兩之間的緊密連接。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2為運輸裝置主視圖；圖3為運輸裝置結構示意圖；圖4為運輸裝置俯視圖；圖5為運輸裝置仰視圖；圖6為運輸裝置中部運載單元兩種運載結構示意圖；圖7為運輸裝置中有多個運輸單元的結構示意圖；圖8為凹槽內電機的結構示意圖；圖9為吊碼結構示意圖；圖10為吊碼與凹槽配合的內部結構示意圖。其中：導航纜1，運輸裝置2，控制單元21，水聲定位系統211，運載單元22，第一運載艙221，第二運載艙222，壓載單元23，底部橡膠環墊24，中心孔25，對接裝置3，吊碼4，第二卡扣5，凹槽6，第二鎖體61，鎖棒62，凸齒臺621，機械手7，限位開關81，齒輪齒條裝置82，齒臺槽9，圓柱體10。具體實施方式如圖1至圖10所示，本專利技術的一種多單元水下垂直運輸系統，包括導航纜1和運輸裝置2，運輸裝置2包含上部控制單元21、若干個中部運載單元22和可以自由升降的下部壓載單元23，所述上部控制單元21、若干個疊加放置的中部運載單元22和下部壓載單元23均依次套在導航纜1上，上部控制單元21、若干個中部運載單元22和下部壓載單元23通過第一卡扣鎖緊成一個整體，所述導航纜1一端連接在海洋平臺上，另一端與位于海底的對接裝置3連接，在對接裝置3旁設有機械手7；所述上部控制單元21、若干個中部運載單元22和下部壓載單元23均為獨立的水密單元，所述上部控制單元21和下部壓載單元23為朝向相反的兩個八棱臺，中部運載單元22為八棱柱結構。運輸裝置2采用多邊棱柱結構，棱柱結構的外角為45-60度時，結構最為穩固，中部運載單元22能夠運送最多的物資，作為優選實施例中采用45度的八棱柱角度。在本專利技術中，運輸裝置2沿著導航纜1運輸物資，能夠實現物資的定點投放，解決不能確定投放區域的問題，運輸裝置2采用水密結構，能夠實現物資的水密運輸。運輸裝置2選用梭形結構，能夠減小運輸裝置2上升或者下降過程中海水的阻力，當運輸裝置2遇到潛流時，由于接觸面較小并且有一定的斜度能夠有效的減輕水流對結構的沖擊，也不會如橢圓面一樣在水流的帶動下不斷的旋轉，延長整個運輸機構的使用壽命。下部壓載單元23內分為多個獨立密封的水密艙，每個水密艙室內分為壓載水艙室和空氣壓縮艙室，每個壓載水艙室的底部設有排/吸水孔，用于吸收或者排水壓載水，壓縮空氣艙室內設置有多個壓縮氣缸。中部運載單元22為多邊結構，整個運載單元22為一個貫通的運載箱，運載箱的中心孔25延伸至一邊帶有缺口，可以使運載箱和導航纜1疊放在壓載單元23上，在運載箱的兩邊設置有密閉的艙門，通過艙門裝載和卸載貨物。在本專利技術中，所述中部運載單元22為一個整體結構，在中部運載單元22上設有密閉的艙門，中部運載單元22設有從中心孔25延伸至中部運載單元22的邊緣的缺口。作為一種變形，所述中部運載單元22包含兩個半圓結構體，分別為第一運載艙221和第二運載艙222，在半圓結構體上均設有密封的艙門，半圓結構體的圓心出設有中心孔25，兩個半圓結構體通過第二卡扣5形成一個整體。在本專利技術中，所述上部控制單元21設有水聲定位系統211，水聲定位系統由三個垂直相距20厘米的三個基元陣組成，測量運輸裝置2與海底裝置的相位差進行定位；所述下部壓載單元23底部設有橡膠環墊24，橡膠環墊24的外表面分布有多個半球本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多單元水下垂直運輸系統，其特征在于：包括導航纜、上部控制單元、若干個中部運載單元和可以自由升降的下部壓載單元，所述上部控制單元、若干個疊加放置的中部運載單元和下部壓載單元均依次套在導航纜上，上部控制單元、若干個中部運載單元和下部壓載單元通過第一卡扣鎖緊成一個整體，所述導航纜一端連接在海洋平臺上，另一端與位于海底的對接裝置連接，在對接裝置旁設有機械手；所述上部控制單元、若干個中部運載單元和下部壓載單元均為獨立的水密單元，所述上部控制單元和下部壓載單元為朝向相反的兩個八棱臺，中部運載單元為八棱柱結構。

【技術特征摘要】
1.一種多單元水下垂直運輸系統，其特征在于：包括導航纜、上部控制單元、若干個中部運載單元和可以自由升降的下部壓載單元，所述上部控制單元、若干個疊加放置的中部運載單元和下部壓載單元均依次套在導航纜上，上部控制單元、若干個中部運載單元和下部壓載單元通過第一卡扣鎖緊成一個整體，所述導航纜一端連接在海洋平臺上，另一端與位于海底的對接裝置連接，在對接裝置旁設有機械手；所述上部控制單元、若干個中部運載單元和下部壓載單元均為獨立的水密單元，所述上部控制單元和下部壓載單元為朝向相反的兩個八棱臺，中部運載單元為八棱柱結構。2.根據權利要求1所述的多單元水下垂直運輸系統，其特征在于：所述中部運載單元為一個整體結構，在中部運載單元上設有密閉的艙門，中部運載單元設有從中心孔延伸至中部運載單元的邊緣的缺口。3.根據權利要求1所述的多單元水下垂直運輸系統，其特征在于：所述中部運載單元包含兩個半圓結構體，在半圓結構體上均設有密封的艙門，半圓結構體的圓心出設有中心孔，兩個半圓結構體通過第二卡扣形成一個整體。4.根據權利要求1所述的多單元水下垂直運輸系統，其特征在于：所述上部控制單元設有水聲定...

【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴明宇，史騰飛，管義鋒，谷家揚，李岳洋，陳智同，朱玥，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32